Bølgelængden af blåt lys er placeret i 400~500nm-båndet, og en af de vigtigste egenskaber ved lys i dette bånd er, at det let absorberes af meget antimetalliske materialer som kobber. Absorptionshastigheden af blåt lys af stærkt reflekterende metaller såsom kobber er 5-10 gange højere end for almindelige infrarøde lasere. Denne egenskab, som muliggør højere kvalitet og forarbejdningseffektivitet for højreflekterende metaller, har ført til en kraftig stigning i markedets efterspørgsel efter blålyslasere.
Nøgledrivere bag væksten i efterspørgslen efter blåt lys
Uden tvivl kommer den største drivkraft bag væksten i efterspørgslen efter blåt lys fra fremstillingen af lithiumbatterier.
Under den generelle tendens til energibesparelse, miljøbeskyttelse og bæredygtig udvikling erstatter nye energikøretøjer, hovedsagelig elektriske køretøjer, gradvist brændstofkøretøjer. Nye energikøretøjer er allerede en ustoppelig ny kraft på markedet.2023-data fra ministeriet for industri og informationsteknologi i begyndelsen af året viste, at Kinas nye energikøretøjer fortsatte med at vokse eksplosivt i 2022 og forblev verdens nummer et i otte på hinanden følgende år, og markedspenetrationsraten ramte en ny rekordhøjde. Tidligere i år i juli er det 20. millionte nye energikøretøj produceret i Kina kommet ud af produktionslinjen i Guangzhou! Kina forventes at være det første land i verden, der krydser grænsen til æraen med 10 millioner årlige salg af nye energikøretøjer.
Fortsat vækst i produktion og salg af elbiler, drevet af den hurtige vækst på lithiumbatterimarkedet. Kinas strømbatteriindustri fortsætter med at lede verden, 70 procent af strømbatteriet er lavet i Kina.
Ved fremstilling af lithiumbatterier er mange led involveret i svejsning af kobber, aluminium og andre høje anti-metalmaterialer, såsom stangsvejsning, firkantet batteriskalsvejsning; som er mest brugt i firkantede batterier, er brugen af lasersvejsning af dele af de fleste typer batterier. Sammenlignet med det almindelige infrarøde lys kan svejsning med blåt lys ikke opnå sprøjt, ingen porøsitet, svejsekonsistens af gode svejseresultater, hvilket gør markedets efterspørgsel efter blåt lys uden fortilfælde.
Ud over den enorme drivkraft fra industrielle applikationer kan blålyslasere også bruges i medicinsk behandling, undervandsdetektion, belysning, display og andre områder, og efterspørgslen afsløret på disse områder har også fremmet udviklingen af blålyslaserteknologi til et vist omfang.
Kerneteknologien i blå laser
Kerneteknologien i blåt lys laser er den blå lys enkeltrørschip.
Blåt lys halvlederchips er normalt baseret på materialer som InGaN/AlGaN/GaN osv., og dannet til brugbare enkeltrørsprodukter efter epitaksial vækst, wafer flow proces, hulrumsoverfladebehandling, emballering og andre processer.
I øjeblikket er strømniveauet for kommercielt tilgængelige enkeltrør med blåt lys 5W, med evnen til at opnå cirka 10W i laboratoriet. Der er ikke mange producenter, der kan levere blåt lys single-tube chips, selv om der er nogle indenlandske producenter, der er specialiseret i dette område, men i øjeblikket i en dominerende stilling er stadig et par tyske og japanske virksomheder, Tyskland ams OSRAM er en af dem.
I 2023 havde Munich Shanghai Optical Expo, Laser World Magazine æren af at interviewe Jie Xia, senior manager for ams OSRAM systemløsningsingeniørafdeling. Hun sagde, at ams OSRAM på nuværende tidspunkt har en komplet produktionslinje fra laserchip-fremstilling til emballering, og den højeste udgangseffekt af det kommercielle blåt lys-enkeltrør, der leveres på nuværende tidspunkt, er 5W. ams OSRAM har udsøgt proceskapacitet til at producere blåt lys enkeltrørsprodukter med stabil ydeevne, hvilket er en af kernefordelene ved ams OSRAM, der kan dominere feltet af blåt lys laserchips.
Blålys-applikationer fortsætter med at udvide
Når vi taler om anvendelsen af blåt lys, sagde Xia Jie, at blåt lys enkeltrørs 5W effektniveau ikke er nok til at imødekomme efterspørgslen efter højere effekt til industriel behandling, så flere enkeltrørsprodukter vil blive kombineret efter optisk strålekombination og anden behandling, for at opnå højere effekt kan bruges til industriel behandling af blå lyskilde.
Ser man på halvlederindustrien, er kompleksiteten meget høj, hvilket minder meget om de udfordringer, som fotonikindustrien står over for. Ligesom fotonikindustrien fortsætter halvlederindustrien med at investere kraftigt i forskning og udvikling. Faktisk bruger halvlederindustrien i 2021 hele 71 milliarder dollars på F&U, som ligger på andenpladsen i verden med hensyn til F&U-udgifter på tværs af alle industrier.
I denne udstilling demonstrerede ams OSRAM modulprøverne af 30W, 100W blå laser baseret på den blå laserchipsamling, det er nemlig kombinationen af flere enkeltrørschips gennem fiberkoblingsudgangen for at opnå større end eller lig med 30W, 100W udgangseffekt, og opnå høj lysstyrke og høj effekttæthed, som kan bruges til præcisionsbehandlingsopgaver.
Blåt lys, som lyskilde til visse minimalt invasive operationer, vil være banebrydende for nye innovationer med hensyn til kirurgiske traumer, arreduktion og patientsmerter. Det er rapporteret, at en række organisationer allerede udfører dybdegående forskning og undersøgelser af medicinske applikationer med blåt lys, hvor ams OSRAM forsyner dem med blå lyskilder.
Det er rapporteret, at det første tilknyttede hospital ved Xi'an Jiaotong University i november 2011 annoncerede verdens første blå laserkirurgiske udstyr med en udgangseffekt på 200W, som bruges til laserenukleering af urinblæretumorer til tumorenucleation.
ams OSRAM demonstrerede også et lasergraveringsmodul baseret på den blå laserchipsamling, modulet kan levere 20W, 30W, 40W, 50W udgangseffekt, output spotstørrelsen på 50μm × 70μm ~ 80μm × 110μm, brændvidden på 20 ~ 50mm mellem valgfrit. Dette blå lys modul kan bruges til hjemmet DIY graveringsmaskine, velegnet til gravering af metal, træ, papir, læder, plast og mange andre materialer; den kan også skære i træ, papir og læder med en tykkelse på mindre end 5 mm. Når spotstørrelsen er 50 μm × 70 μm, og effekten er 40 W, kan den realisere højpræcisionsgravering på overfladen af messing med en tykkelse på 1 cm; når brændvidden er 50 mm, kan den gravere metal og skære træ.
Til industrielle behandlingsapplikationer, der kræver blå laser med højere effekt, er udgangsbølgelængden på 445nm velegnet til svejsning, beklædning og additiv fremstilling af kobber, guld og andre metalmaterialer. Det er også muligt at stable og kombinere flere blå lasere sammen for at opnå en effekt på kilowatt eller endnu højere blåt lys modulprodukter, som til de største anvendelsesområder - fremstilling af lithiumbatterier i en række forskellige kobber, aluminium og andre høje anti-korrosionsmaterialer svejsning link, for at sikre kvaliteten af behandlingen på samme tid, for at opnå højere behandlingseffektivitet.
Ud over svejsepåføring af kobber og andre stærkt anti-materialer er kobberlaserbeklædning og additiv fremstilling også et vigtigt anvendelsesområde for blåt lys.
Fremtidige tendenser
Set ud fra et fremtidigt efterspørgsel efter markedsapplikationer er lithiumbatterifremstilling i kobber og andre ikke-jernholdige materialer stadig et af de vigtigste anvendelsesområder for blå laser for det nye energikøretøj. Lithium-batterier i knasterne, samleskinnen, topdækslet, modulet og mange andre svejseforbindelser, den høje efterspørgsel efter tætning, æstetik, svejseeffektivitet og andre indikatorer, vil anspore den blå laser i retning af en højere effekt, bedre strålekvalitetsretning. Dette vil yderligere fremme industrien på det tekniske niveau er forpligtet til højere effekt blå enkelt-rør produkter, ifølge Xia Jie afslørede, at ams OSRAM har været i udviklingen af højere effekt kommercielle blå enkelt-rør.
Ud over at øge styrken af blåt enkeltrør, vil enkeltrørsarrayet blive kombineret sammen, gennem den kombinerede strålemetode, i stand til at opnå kilowatt-effekt, industrien har rapporteret effekt på op til 4kW blåt lys-produkter, og gør en god strålekvalitet. Derfor, drevet af markedets efterspørgsel, vil kombineret stråleteknologi med blåt lys skabe flere nye gennembrud.
Højere effekt, højere lysstyrke blå lyskilde, vil være mainstream lithium fremstilling i behandlingen kvalitet og effektivitet, til et nyt niveau. Fremkomsten af højere ydeevne blå lyskilde, vil også være uden for den industrielle behandling af en bredere vifte af områder, for at udvikle mere nye applikationer, såsom blå laser og rødt lys, grønt lys tre-farve syntese, dannelsen af laser hvidt lys belysning, for at opnå en mere levende, lysere og mere energieffektiv skærmfarve, kan bruges på tv-skærmen.
Oversat med www.DeepL.com/Translator (gratis version)
